在提高聚氨酯硬泡的絕熱性能方面，更換導(dǎo)熱系數(shù)更高的發(fā)泡劑是一種方法，但在復(fù)雜的發(fā)泡反應(yīng)中，只有這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要設(shè)備、工藝與之相配合才能達(dá)到預(yù)期的效果。
混合發(fā)泡是主流
放眼中國(guó)冰箱市場(chǎng)，多元混合發(fā)泡已經(jīng)成為絕對(duì)的主流技術(shù)，其中，又以“HFC-245fa+環(huán)戊烷+聚醚三元”混合發(fā)泡技術(shù)為主流。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，環(huán)戊烷價(jià)格低，但是絕熱性能不夠好，HFC-245fa絕熱性能優(yōu)異，但是不夠環(huán)保，而且價(jià)格偏高。如果將環(huán)戊烷和HFC-245fa以一定的比例混合，不但能提高整個(gè)發(fā)泡體系的絕熱性能，而且成本更低，對(duì)冰箱企業(yè)而言，絕對(duì)是一舉兩得的好事。因此，自該技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，受到了越來(lái)越多企業(yè)的追捧。
隨著HFC-245fa被列入歐洲等禁止使用產(chǎn)品的目錄，更加環(huán)保的第四代發(fā)泡劑開始取代它的地位。由于價(jià)格高，第四代發(fā)泡劑也以混合發(fā)泡的方式存在，即“第四代發(fā)泡劑+環(huán)戊烷+聚醚”的三元混合發(fā)泡體系。據(jù)霍尼韋爾相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，現(xiàn)在已經(jīng)逐步有企業(yè)用LBA代替HFC-245fa，還有一些嘗試使用。
發(fā)泡反應(yīng)涉及多種原料，包括白料、黑料等，為了均勻發(fā)泡，需要高壓發(fā)泡機(jī)預(yù)混，然后經(jīng)槍頭高壓混合。與單元發(fā)泡相比，多元混合發(fā)泡因增加了其他發(fā)泡劑，預(yù)混裝置也需做出調(diào)整。
潤(rùn)英聚合是最早參與混合發(fā)泡技術(shù)開發(fā)的公司，公司在混合發(fā)泡技術(shù)方面已經(jīng)相當(dāng)成熟。據(jù)新加坡潤(rùn)英聚合有限公司中國(guó)區(qū)域銷售經(jīng)理張?jiān)シ蚪榻B，不同發(fā)泡劑的物理和化學(xué)性質(zhì)不同、所占比例不同，需要對(duì)發(fā)泡設(shè)備進(jìn)行特別設(shè)計(jì)。例如3組份預(yù)混HFC-245fa沸點(diǎn)低，環(huán)戊烷沸點(diǎn)高，二者之間本身是矛盾的，這需要預(yù)混設(shè)備將二者有機(jī)結(jié)合起來(lái)。要保證和控制粗聚醚，HFC-245fa和環(huán)戊烷的流量穩(wěn)定性，就要對(duì)設(shè)備系統(tǒng)配置進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)。此外，潤(rùn)英的發(fā)泡設(shè)備的預(yù)混裝置可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)四元混合發(fā)泡，甚至五元混合發(fā)泡，例如，HFC-245fa+HFC-365mfc+HFC-134a1227ea+LBA+聚醚。值得一提的是，目前，該五元混合發(fā)泡技術(shù)已經(jīng)在新加坡注冊(cè)，在中國(guó)和美國(guó)也已經(jīng)通過(guò)審核。
作為中國(guó)冰箱市場(chǎng)發(fā)泡設(shè)備最大的供應(yīng)商——康隆，在中國(guó)冰箱市場(chǎng)占有80%的市場(chǎng)份額，在亞太市場(chǎng)的占比也在50%左右，可以提供各種多元混合發(fā)泡設(shè)備都。然而，康隆公司上海代表處首席代表兼業(yè)務(wù)經(jīng)理周正平認(rèn)為，并不是混合的發(fā)泡劑種類越多，聚氨酯硬泡的絕熱性能就越好，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證和市場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，目前來(lái)看“HFC-245fa+環(huán)戊烷+聚醚”三元混合發(fā)泡技術(shù)最為經(jīng)濟(jì)、適用。
微孔發(fā)泡“新”起
伴隨冰箱新能效標(biāo)準(zhǔn)于2016年10月1日正式開始實(shí)施，這意味著冰箱廠必須進(jìn)一步優(yōu)化提升其保溫材料的絕熱性能。
科思創(chuàng)認(rèn)為，冰箱保溫材料中應(yīng)用最多的是環(huán)戊烷聚氨酯發(fā)泡體系，在設(shè)計(jì)合理的冰箱上使用微孔發(fā)泡技術(shù)，環(huán)戊烷聚氨酯泡沫的絕熱性能將在目前傳統(tǒng)技術(shù)的水平上提升5%。據(jù)悉，科思創(chuàng)于2013年在德國(guó)總部開始研發(fā)微孔發(fā)泡技術(shù)，希望通過(guò)減小泡沫孔徑，降低保溫系數(shù)。
2014年開始，科思創(chuàng)開始與多個(gè)歐洲家電主流品牌合作共同開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。通過(guò)試驗(yàn)與生產(chǎn)，成功驗(yàn)證了微孔發(fā)泡擁有更快的生產(chǎn)效率、更低的熱傳導(dǎo)系數(shù)，而且在同等或更優(yōu)的性能前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的填充密度，進(jìn)一步優(yōu)化注料量。對(duì)于家電企業(yè)來(lái)說(shuō)，切換微孔發(fā)泡技術(shù)不需要任何額外設(shè)備投資，不需要調(diào)整生產(chǎn)線，不增加成本。
在中國(guó)，微孔發(fā)泡技術(shù)同樣得到了認(rèn)可。據(jù)科思創(chuàng)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，2016年，微孔發(fā)泡技術(shù)在海爾冰箱上已經(jīng)投產(chǎn)。此外，還有很多家電品牌都有意與科思創(chuàng)共同開發(fā)應(yīng)用該技術(shù)。他舉例說(shuō)：“對(duì)年產(chǎn)量為50萬(wàn)臺(tái)的中型冰箱生產(chǎn)線，每年能節(jié)約上百萬(wàn)元。對(duì)冰箱生產(chǎn)企業(yè)而言，可謂‘魚和熊掌'兼得?！?/p>
真空、減壓發(fā)泡推進(jìn)受阻
事實(shí)上，不管是混合發(fā)泡技術(shù)，還是微孔發(fā)泡技術(shù)，著力點(diǎn)都在提高聚氨酯硬泡的絕熱性能上。與這些技術(shù)相比，真空發(fā)泡技術(shù)和減壓發(fā)泡技術(shù)則不僅可以提高絕熱性能，生產(chǎn)效率也大幅提高。
真空發(fā)泡技術(shù)由意大利康隆公司和陶氏化學(xué)聯(lián)合開發(fā)的，可將冰箱能效水平提高5%~10%，具有脫膜快、泡沫細(xì)膩等優(yōu)點(diǎn)，而且可節(jié)約3%的原料，生產(chǎn)效率可以提高50%~60%。周正平告訴《電器》記者，目前，世界上已經(jīng)有5條真空發(fā)泡生產(chǎn)線，分別為海爾青島、海爾重慶、海爾俄羅斯、海爾泰國(guó)和合肥美菱。在海爾青島，一條真空發(fā)泡生產(chǎn)線每天可生產(chǎn)2500臺(tái)冰箱，可使保溫層的泡沫更均勻，還可實(shí)現(xiàn)快速塑化，生產(chǎn)效率明顯提高。
由于真空發(fā)泡技術(shù)對(duì)設(shè)備精度和模具要求很高，使用成本很高，一些中型和小型企業(yè)無(wú)法接受，因此很難大范圍推廣開來(lái)。
周正平說(shuō)：“今年，我們和陶氏聯(lián)合在海爾、海信等冰箱廠舉辦了研討會(huì)，介紹我們的真空發(fā)泡工藝，并進(jìn)行探討，希望對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)，降低成本，讓更多的企業(yè)選用這一工藝。今后，我們還會(huì)繼續(xù)舉辦這樣的研討會(huì)。”
減壓發(fā)泡技術(shù)與真空發(fā)泡技術(shù)的原理有些相似，都是通過(guò)降低壓強(qiáng)增加聚氨酯泡沫的流動(dòng)性，以達(dá)到發(fā)泡更均勻的目的。紅寶麗研究院副院長(zhǎng)邢益輝告訴《電器》記者，減壓發(fā)泡技術(shù)對(duì)用戶有非常嚴(yán)格的要求，需要對(duì)使用者進(jìn)行全方位的培訓(xùn)，包括設(shè)備培訓(xùn)、操作培訓(xùn)等，因此只有規(guī)模很大的企業(yè)才會(huì)投入使用。目前，海爾有一條減壓發(fā)泡生產(chǎn)線，美菱也有一條減壓發(fā)泡生產(chǎn)線，但是一直沒(méi)有投入使用。目前，對(duì)于這一技術(shù)，紅寶麗已經(jīng)不作為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，等待技術(shù)有進(jìn)一步的突破之后繼續(xù)推廣。
潤(rùn)英開發(fā)了一種加氣裝置，通過(guò)在白料里加入惰性氣體將原料粘度降低，提高原料的流動(dòng)性。張?jiān)シ蚪榻B說(shuō)：“該裝置有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如，精確計(jì)量加入的惰性氣體;提高原料流動(dòng)性;提高混合效果，使泡沫更加細(xì)膩、均勻;提高整體產(chǎn)品密度均勻度;節(jié)約原料成本。值得關(guān)注的是，該技術(shù)在汽車行業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用，現(xiàn)在計(jì)劃在全水發(fā)泡體系進(jìn)行試驗(yàn)。 |
